Banca de DEFESA: Josaphat Desbas

Uma banca de DEFESA de MESTRADO foi cadastrada pelo programa.
DISCENTE : Josaphat Desbas
DATA : 28/11/2024
HORA: 08:00
LOCAL: Videoconferência
TÍTULO:

LOW-COST MICROWAVE SENSOR FOR DETECTING THE FIRST
GENERATION OF MICROPLASTIC IN AQUEOUS MEDIA

PALAVRAS-CHAVES:

Não informado

PÁGINAS: 100
RESUMO:

RESUMO
A poluição por microplásticos tornou-se um problema ambiental crítico, com implicações
para os ecossistemas e a saúde humana. Microplásticos, definidos como partículas de plástico
menores que 5 mm, são encontrados em diversos ambientes, como oceanos, riose até mesmo
naáguapotável.Estetrabalhodedissertaçãovisadesenvolvereutilizarressoadores
interdigitais de microondas para a detecção de microplásticos na água, oferecendo uma
abordagem sensível, de baixo custo e eficaz para monitoramento ambiental.
Foram apresentados dois modelos de ressoadores RF do tipo microstrip, escolhidos após
um estudo meticuloso das diferentes tecnologias de linha de transmissão, como Microstrip,
Stripline, Coplanar Waveguide (CPW) e Slot Line, para determinar qual se encaixaria melhor
nos objetivos de detecção de microplásticos. Após essa análise, foi calculado o tamanho
aproximado do circuito em função da faixa de frequência (1 a 6 GHz). A tecnologia microstrip
foi escolhida, simulada no software HFSS, onde a topologia do circuito foi ajustada para atingir
a melhor frequência de ressonância. Após a otimização, foram registradas duas frequências de
ressonância de 3.313 GHz e 4.057 GHz, com um fator de qualidade de 47.41. Esses resultados
motivaram o desenvolvimento de um segundo modelo com um efeito mais capacitivo para criar
umcampomagnéticomaiornoressoador.Ambososcircuitosforamcaracterizados
virtualmente no HFSS em condições variadas: circuito vazio, circuito com vidro de diferentes
espessuras (usado para isolar a água do cobre e evitar curto-circuito), canal feito por PDMS
(vazio, com água e com água poluída com microplástico). Os resultados dos dois circuitos
mostraram diferenças significativas na presença e ausência do poluente.
A próxima etapa foi a fabricação dos circuitos utilizando o método de "fotolitografia".
Nesse processo, uma tinta fotossensível foi aplicada nas placas de PCB através de um "spinner"
com rotação de 2000 rpm para garantir a uniformidade da tinta sobre o PCB. Uma vez seca e
protegida da exposição à luz, a placa foi exposta à luz UV por 5 a 8 minutos com uma máscara
do circuito, seguida pela imersão numa solução reveladora. Após o circuito ser revelado, a
placa foi mergulhada numa solução de percloreto de ferro para corroer o cobre que não fazia
parte do circuito. Por fim, a tinta remanescente foi removida para revelar o circuito finalizado. Com os circuitos prontos, foram realizados testes de calibração, em condições vazias, com
vidro, com canal sem água, com água e, finalmente, com microplástico. Os resultados foram
satisfatórios, com o Modelo 1 apresentando um deslocamento de 570 MHz ao ser testado com
microplásticos de borracha de pneu, e um deslocamento de 15 MHz ao usar fragmentos de
garrafa plástica. O Modelo 2, testado nas mesmas condições, apresentou deslocamentos de
frequência de X MHz para o microplástico de pneu e Y MHz para o microplástico de garrafa.
Os circuitos demonstraram ser versáteis e promissores, gerando resultados no mínimo
aceitáveis em outros experimentos, como a verificação da concentração de gordura e ferro no
leite materno. Isso é possível devido às propriedades eletromagnéticas únicas de cada material,
que permitem a detecção precisa através dos ressoadores desenvolvidos.

MEMBROS DA BANCA:
Externo à Instituição - AUGUSTO MARTINS - YORKU
Externo à Instituição - VINICIUS MARRARA PEPINO - USP
Presidente - 3117620 - ACHILES FONTANA DA MOTA
Interno - 1721829 - ADONIRAN JUDSON DE BARROS BRAGA